專利名稱：基板處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板處理方法，特別是涉及在保護(hù)掩膜層的同時、對蝕刻對象層進(jìn)行蝕刻的基板處理方法。
背景技術(shù)：
公知有在硅基材上層疊有氧化膜、由有機(jī)膜構(gòu)成的下層抗蝕膜、反射防止膜(BARC 膜)等的半導(dǎo)體器件用的晶圓。特別是在蝕刻氧化膜時，下層抗蝕膜起到掩膜的作用。
近年來，在半導(dǎo)體器件小型化的進(jìn)程中，需要更微細(xì)地形成晶圓表面的電路圖案。 為了形成該微細(xì)的電路圖案，在半導(dǎo)體器件的制造過程中，需要在減小作為掩膜層的下層抗蝕膜中的圖案的最小尺寸的同時，將較小尺寸的開口部(孔、溝槽)正確地復(fù)制到作為處理對象層的氧化膜上。
但是，要求的孔或溝槽(以下簡稱作“孔”)的開口部的尺寸變小，深寬比變大， 而掩膜層的膜厚存在變薄的傾向，在蝕刻過程中存在這樣的問題，即，在孔的上部形狀 (俯視圖)中產(chǎn)生線條痕跡(striation)，隨之在處理對象層的孔的底部形狀中產(chǎn)生畸變 (distortion)。另一方面，在蝕刻時，由于無法充分地確保掩膜層的膜厚，因此，會有在形成于處理對象層的孔截面中產(chǎn)生彎曲形狀(鼓起的形狀)這樣的問題。這些都會導(dǎo)致半導(dǎo)體器件的成品率降低。
作為公開有防止該孔形狀的變形或畸變的以往技術(shù)的公知文獻(xiàn)，可列舉專利文獻(xiàn) 1及專利文獻(xiàn)2。
專利文獻(xiàn)1公開有以防止圖案蝕刻后的絕緣膜的側(cè)壁暴露于氧等離子體為目的的技術(shù)，即，一種抗蝕圖案的灰化方法，該方法利用通過供給氧等離子體進(jìn)行的灰化處理， 自層間絕緣層除去在對層間絕緣層進(jìn)行圖案蝕刻時用作掩膜層的抗蝕圖案，其中，在供給氧等離子體的同時供給碳的狀態(tài)下進(jìn)行灰化。
另外，專利文獻(xiàn)2是以提供在半導(dǎo)體制造的絕緣膜加工過程中可獲得彎曲較少的垂直加工形狀的蝕刻方法為目的而做成的，其中記載有這樣的蝕刻方法，即，通過對氣體流量或者0、F及N在內(nèi)壁面的消耗量與蝕刻時間一同進(jìn)行控制，來調(diào)整在蝕刻初期過剩的0、 F或N自由基入射量，從而抑制過剩的0、F或N自由基入射量，由此，可獲得穩(wěn)定的蝕刻形狀。
專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-119539號公報
專利文獻(xiàn)2 日本特開2001-110784號公報
但是，上述以往技術(shù)均無法滿足使形成于處理對象層上的孔的上表面形狀整齊、 消除孔的截面形狀的畸變方面的要求，而且，在抑制孔截面的彎曲形狀的方面，也不一定能夠滿足要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基板處理方法，能夠在處理對象層上形成上表面形狀整齊、并且底部形狀沒有畸變的、具有良好的垂直加工形狀的孔。其目的還在于提供一種基板處理方法，能夠防止孔側(cè)壁面的一部分?jǐn)U大而產(chǎn)生彎曲形狀，從而可在處理對象層上形成良好的垂直加工形狀的孔。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1所述的基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3體和C4F8 氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorrd. 33 X IOPa) 150mTorH2. 0 X IOPa)的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS (羰基硫)氣體的氣體蝕刻上述掩膜層。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案2所述的基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括處理對象層蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體蝕刻上述處理對象層。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案3所述的基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括處理對象層蝕刻步驟，在該處理對象層蝕刻步驟中，利用作為處理氣體使用含有C4F6氣體的氣體進(jìn)行的前蝕刻步驟、及作為處理氣體使用向上述含有 C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而成的含有COS氣體的氣體進(jìn)行的后蝕刻步驟來蝕刻上述處理對象層。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案4所述的基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和 C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorrd. 33X IOPa) 150mTorr (2. 0X IOPa)的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層；第3蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體蝕刻上述處理對象層。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案5所述的基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和 C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorrd. 33X IOPa) 150mTorr (2. 0X IOPa)的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層；第4蝕刻步驟，利用作為處理氣體使用含有C4F6氣體的氣體進(jìn)行的前蝕刻步驟、及作為處理氣體使用向上述含有C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而成的含有COS氣體的氣體進(jìn)行的后蝕刻步驟來蝕刻上述處理對象層。
在技術(shù)方案1、4或5所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案6所述的基板處理方法的特征在于，在上述第2蝕刻步驟中，使上述COS氣體流量為全處理氣體流量的3% 5%。
在技術(shù)方案1、4或5所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案7所述的基板處理方法的特征在于，在上述第2蝕刻步驟中，使處理壓力為20mTorr(2. 66Pa)以下。
在技術(shù)方案2或4所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案8所述的基板處理方法的特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第3蝕刻步驟中，使上述含有C6F6氣體的氣體中的上述C6F6氣體的流量為全處理氣體流量的2%以上。
在技術(shù)方案8所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案9所述的基板處理方法的特征在于，上述含有C6F6氣體的氣體還含有C4F6氣體及C4F8氣體。
在技術(shù)方案2或4所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案10所述的基板處理方法的特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第3蝕刻步驟中，使處理壓力為 20mTorr (2. 66Pa)以下。
在技術(shù)方案3或5所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案11所述的基板處理方法的特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第4蝕刻步驟中，使上述后蝕刻步驟中的上述COS氣體的流量為全處理氣體流量的2% 5%。
在技術(shù)方案3、5或11所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案12所述的基板處理方法的特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第4蝕刻步驟中，將上述后蝕刻步驟延長規(guī)定時間地執(zhí)行蝕刻。
在技術(shù)方案12所述的基板處理方法的基礎(chǔ)上，技術(shù)方案13所述的基板處理方法的特征在于，上述規(guī)定時間為上述處理對象層的總蝕刻時間的10% 30%。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案14所述的存儲介質(zhì)用于存儲使計算機(jī)執(zhí)行基板處理方法的程序、能夠由計算機(jī)讀取，該基板處理方法對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層上形成圖案形狀，其特征在于，上述基板處理方法包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorr (1. 33X IOPa) 150mTorr(2.0X10Pa)的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有 COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層；第3蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體蝕刻上述處理對象層。
為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案15所述的存儲介質(zhì)用于存儲使計算機(jī)執(zhí)行基板處理方法的程序、能夠由計算機(jī)讀取，該基板處理方法對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層上形成圖案形狀，其特征在于，上述基板處理方法包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorr (1. 33X IOPa) 150mTorr(2.0X10Pa)的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有 COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層；第4蝕刻步驟，利用作為處理氣體使用含有C4F6氣體的氣體進(jìn)行的前蝕刻步驟、及作為處理氣體使用向上述含有C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而成的含有COS氣體的氣體進(jìn)行的后蝕刻步驟來蝕刻上述處理對象層。
采用技術(shù)方案1所述的基板處理方法，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorrd. 33 X IOPa) 150mTorr (2. 0 X IOPa)的條件下蝕刻中間層，作為處理氣體使用含有COS(羰基硫)氣體的氣體蝕刻掩膜層，因此，形成于處理對象層的孔的上表面形狀整齊而不出現(xiàn)線條痕跡，并且，能夠形成底部形狀沒有畸變的良好的垂直加工形狀的孔。
采用技術(shù)方案2所述的基板處理方法，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體來蝕刻處理對象層，因此，能夠避免產(chǎn)生形成于處理對象層的孔側(cè)壁面的一部分?jǐn)U大的彎曲形狀，而形成良好的垂直加工形狀的孔。
采用技術(shù)方案3所述的基板處理方法，包括如下的處理對象層蝕刻步驟利用作為處理氣體使用含有C4F6氣體的氣體進(jìn)行的前蝕刻步驟、及作為處理氣體使用向上述含有 C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而成的含有COS氣體的氣體進(jìn)行的后蝕刻步驟來蝕刻處理對象層，因此，避免孔形狀走樣及產(chǎn)生彎曲形狀，并且，能夠不縮小底部直徑地形成垂直加工形狀優(yōu)良的孔。
采用技術(shù)方案4所述的基板處理方法及技術(shù)方案14所述的存儲介質(zhì)，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為 IOOmTorrd. 33 X IOPa) 150mTorH2. 0 X IOPa)的條件下蝕刻中間層，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻掩膜層，之后，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體來蝕刻處理對象層，因此，形成于處理對象層的孔的上表面形狀整齊而不出現(xiàn)線條痕跡，并且，抑制底部形狀的畸變，而且，能夠避免產(chǎn)生孔側(cè)壁面的一部分?jǐn)U大的彎曲形狀而形成良好的垂直加工形狀的孔。
采用技術(shù)方案5所述的基板處理方法及技術(shù)方案15所述的存儲介質(zhì)，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體蝕刻中間層，作為處理氣體使用含有 COS氣體的氣體蝕刻掩膜層，之后，利用作為處理氣體使用含有C4F6氣體的氣體進(jìn)行的前蝕刻步驟、及作為處理氣體使用向含有C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而成的含有COS氣體的氣體進(jìn)行的后蝕刻步驟來蝕刻處理對象層，因此，能夠避免形成于處理對象層的孔的上表面形狀走樣及產(chǎn)生彎曲形狀，并且，能夠不縮小底部直徑地形成垂直加工形狀優(yōu)良的孔。
采用技術(shù)方案6所述的基板處理方法，在第2蝕刻步驟中，使COS氣體流量為全處理氣體流量的3% 5%，因此，能夠避免因孔的開口部被磨削而導(dǎo)致上表面開口面積擴(kuò)大，以及能避免孔的側(cè)壁面的磨損，從而形成良好的垂直加工形狀的孔。
采用技術(shù)方案7所述的基板處理方法，在第2蝕刻步驟中，使處理壓力為 20mTorr (2. 66Pa)以下的低壓，因此，可獲得良好的垂直形狀的孔。
采用技術(shù)方案8所述的基板處理方法，在處理對象層蝕刻步驟及第3蝕刻步驟中， 使含有C6F6氣體的氣體中的C6F6氣體的流量為全處理氣體流量的2%以上，因此，能夠抑制產(chǎn)生彎曲形狀，從而形成良好的垂直加工形狀的孔。
采用技術(shù)方案9所述的基板處理方法，含有C6F6氣體的氣體還含有C4F6氣體及C4F8 氣體，因此，孔的垂直加工形狀中的孔內(nèi)寬度擴(kuò)大，抗彎曲效果升高。
采用技術(shù)方案10所述的基板處理方法，在處理對象層蝕刻步驟及第3蝕刻步驟中，使處理壓力為20mTorr(2.66I^)以下的低壓，因此，可獲得良好的垂直形狀的孔。
采用技術(shù)方案11所述的基板處理方法，在處理對象層蝕刻步驟及第4蝕刻步驟中，使后蝕刻步驟中的COS氣體的流量為全處理氣體流量的2% 5%，因此，能夠利用COS 氣體的平滑效果防止孔的入口部分直徑擴(kuò)大。
采用技術(shù)方案12所述的基板處理方法，在處理對象層蝕刻步驟及第4蝕刻步驟中，將后蝕刻步驟延長規(guī)定時間地執(zhí)行過蝕刻，因此，能夠擴(kuò)大孔的底部直徑而獲得更加良7好的垂直形狀的孔。
采用技術(shù)方案13所述的基板處理方法，規(guī)定時間為處理對象層的總蝕刻時間的 10% 30%，因此，能夠在所需最小限度的蝕刻時間內(nèi)形成垂直加工形狀更加優(yōu)良的孔。


圖1是概略表示執(zhí)行本實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理系統(tǒng)的構(gòu)造的俯視圖。
圖2是沿著圖1中的線II-II的剖視圖。
圖3是概略表示在圖1的基板處理系統(tǒng)中被實(shí)施等離子處理的半導(dǎo)體晶圓的構(gòu)造的剖視圖。
圖4是表示作為本發(fā)明的第1實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理的流程圖。
圖5是表示第2實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理的流程圖。
圖6是表示第2實(shí)施方式的基板處理方法的工序圖。
圖7是表示在實(shí)施例及比較例中頂部CD值(臨界尺寸，critical dimension)相對于實(shí)施過蝕刻后的過蝕刻量的變化的圖。
圖8是表示在實(shí)施例及比較例中底部CD值相對于實(shí)施過蝕刻后的過蝕刻量的變化的圖。
具體實(shí)施方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
首先，對執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理系統(tǒng)進(jìn)行說明。該基板處理系統(tǒng)包括多個處理組件，該多個處理組件構(gòu)成為對作為基板的半導(dǎo)體晶圓W(以下簡稱作“晶圓W”)實(shí)施采用等離子體的蝕刻處理。
圖1是概略表示執(zhí)行本實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理系統(tǒng)的構(gòu)造的俯視圖。
在圖1中，基板處理系統(tǒng)10包括對作為被處理基板的晶圓W實(shí)施RIE (Reaction Ion Kching)處理的、作為基板處理裝置的2個處理裝運(yùn)舟皿(process ship) 11、和與2 個處理裝運(yùn)舟皿11分別連接的、作為矩形的共用輸送室的大氣輸送室(以下稱作“裝載組件”)13。
除上述處理裝運(yùn)舟皿11之外，在裝載組件13上還連接有3個晶圓傳送盒載置臺15，其分別載置有例如容納25枚晶圓W的、作為基板容納容器的晶圓傳送盒14;定位器16，其將自晶圓傳送盒14搬出的晶圓W的位置預(yù)對準(zhǔn)；和后處理室(After Treatment Chamber) 17，其對實(shí)施了 RIE處理后的晶圓W進(jìn)行后處理。
2個處理裝運(yùn)舟皿11與裝載組件13的長度方向上的側(cè)壁連接，并且，配置為隔著裝載組件13而與3個晶圓傳送盒載置臺15相對，定位器16配置在裝載組件13的長度方向上的一端，后處理室17配置在裝載組件13的長度方向上的另一端。
裝載組件13具有關(guān)節(jié)式雙臂型的輸送臂機(jī)構(gòu)19，其配置在裝載組件13的內(nèi)部， 作為輸送晶圓W的基板輸送單元；和裝載口 20，其與各晶圓傳送盒載置臺15相對應(yīng)，是配置于側(cè)壁的晶圓W投入口、即作為3個晶圓傳送盒連接口。在裝載口 20處分別設(shè)有開閉門。輸送臂機(jī)構(gòu)19自載置于晶圓傳送盒載置臺15上的晶圓傳送盒14將晶圓W經(jīng)由裝載口 20 取出，將該取出的晶圓W送入處理裝運(yùn)舟皿11、定位器16、后處理室17中，或?qū)⒃摼AW從其中搬出。
處理裝運(yùn)舟皿11具有對晶圓W實(shí)施RIE處理的、作為真空處理室的處理組件25、 和內(nèi)置有相對于該處理組件25交接晶圓W的聯(lián)桿式單爪型的輸送臂沈的裝載鎖定組件 27。
處理組件25具有圓筒狀的處理室容器(以下稱作“腔室”)和配置在該腔室內(nèi)的上部電極及下部電極，該上部電極和下部電極之間的距離被設(shè)定為用于對晶圓W實(shí)施RIE 處理的適當(dāng)?shù)拈g隔。另外，下部電極在其頂部具有利用庫侖力等吸附晶圓W的ESC(靜電卡盤，Electrostatic chuck)0
在處理組件25中，向腔室內(nèi)部導(dǎo)入處理氣體、例如氟類氣體、溴類氣體等，通過使上部電極和下部電極之間產(chǎn)生電場，使導(dǎo)入的處理氣體等離子化而產(chǎn)生離子及自由基，利用該離子及自由基對晶圓W實(shí)施RIE處理，蝕刻晶圓W上的例如聚硅層。
在處理裝運(yùn)舟皿11中，裝載組件13的內(nèi)部壓力維持為大氣壓，而處理組件25的內(nèi)部壓力維持為真空。因此，在裝載鎖定組件27上，在與處理組件25連接的連結(jié)部具有真空門閥29，并且，在與裝載組件13連接的連結(jié)部具有大氣門閥60，從而構(gòu)成為能夠調(diào)整其內(nèi)部壓力的真空預(yù)備輸送室。
在裝載鎖定組件27的內(nèi)部，在大致中央部設(shè)置有輸送臂沈，在比該輸送臂沈靠處理組件25 —側(cè)的位置設(shè)置有第1緩沖器31，在比輸送臂沈靠裝載組件13 —側(cè)的位置設(shè)置有第2緩沖器32。第1緩沖器31及第2緩沖器32配置在配置于輸送臂沈前端部的、用于支承晶圓W的支承部(爪)33所移動的軌道上，通過使實(shí)施了 RIE處理后的晶圓W暫時退避到支承部33的軌道上方，能夠在處理組件25中順暢地調(diào)換未進(jìn)行RIE處理的晶圓W和 RIE處理完畢的晶圓W。
另外，基板處理系統(tǒng)10包括控制處理裝運(yùn)舟皿11、裝載組件13、定位器16及后處理室17 (以下統(tǒng)稱作“各構(gòu)成要件”)的動作的系統(tǒng)控制器(未圖示)、和配置在裝載組件13的長度方向上的一端的操作控制器40。
系統(tǒng)控制器根據(jù)作為與RIE處理、晶圓W的輸送處理相對應(yīng)的程序的制程程序來控制各構(gòu)成要件的動作，操作控制器40具有例如由LCD (Liquid Crystal Display)構(gòu)成的狀態(tài)顯示部，該狀態(tài)顯示部用于顯示各構(gòu)成要件的動作狀況。
圖2是沿著圖1中的線II-II的剖視圖。
在圖2中，處理組件12具有腔室22、配置在該腔室22內(nèi)的晶圓W的載置臺23、作為在腔室22的上方與載置臺23相對地配置的上部電極的簇射頭M、排出腔室22內(nèi)的氣體等的渦輪分子泵(TMP，Turbo Molecular Pump) 25、和配置在腔室22與渦輪分子泵25之間的、作為控制腔室22內(nèi)壓力的可變式蝶形閥的可變壓力控制閥(APC，Adaptive Pressure Control)46。
在簇射頭M上通過第1匹配器(MatcherUS連接有第1高頻電源37，在載置臺 23上通過第2匹配器(Matcher) 36連接有第2高頻電源35。第1高頻電源37將較高的頻率、例如60MHz的高頻電力作為激發(fā)用電力施加于簇射頭24，第2高頻電源35將較低的頻率、例如2MHz的高頻電力作為偏壓施加于載置臺23。匹配器觀、36分別降低高頻電力自簇射頭M或載置臺23的反射，使高頻電力的供給效率為最大。
簇射頭M由圓板狀的氣體供給部30構(gòu)成，氣體供給部30具有緩沖室42。緩沖室 42通過氣體通氣孔34與腔室22內(nèi)連通。
緩沖室32連接于CF類氣體的各氣體供給系統(tǒng)(未圖示)。CF類氣體供給系統(tǒng)向緩沖室32分別供給CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體。另外，氧類氣體供給系統(tǒng)向緩沖室32 供給A氣體、COS氣體。供給來的CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體以及仏氣體、COS氣體通過氣體通氣孔34被供給到腔室22內(nèi)。
在處理組件12的腔室22內(nèi)，如上所述，通過對處理空間S施加高頻電力，將從簇射頭M被供給到處理空間S的處理氣體做成高密度的等離子體而產(chǎn)生離子、自由基，利用該離子、自由基對基板實(shí)施蝕刻。
圖3是概略表示在圖1的基板處理系統(tǒng)中被實(shí)施蝕刻處理等的半導(dǎo)體晶圓的構(gòu)造的剖視圖。
在圖3中，晶圓W具有形成在硅基材50表面上的氧化膜51、依次層疊在該氧化膜 51上的ACL膜(非晶碳膜)52、反射防止膜(BARC膜)53及光致抗蝕劑膜M。
硅基材50是由硅構(gòu)成的圓盤狀的薄板，例如被實(shí)施熱氧化處理等而在表面形成有氧化(SiO2)膜51，在氧化膜51上形成有ACL膜52。ACL膜52起到下層抗蝕膜的作用。 在ACL膜52上，通過例如涂敷處理形成有反射防止膜(BARC膜)53。BARC膜53由含有色素的高分子樹脂構(gòu)成，防止透射過光致抗蝕劑膜M后的ArF準(zhǔn)分子激光被ACL膜52或氧化膜51反射而再次到達(dá)光致抗蝕劑膜M ；上述色素吸收某特定波長的光，例如吸收朝向光致抗蝕劑膜M照射的ArF準(zhǔn)分子激光。光致抗蝕劑膜M使用例如旋涂器(省略圖示)形成在BARC膜53上。光致抗蝕劑膜M由正性感光性樹脂構(gòu)成，在被ArF準(zhǔn)分子激光照射時變性為堿可溶性。
相對于該構(gòu)造的晶圓W，與翻轉(zhuǎn)為規(guī)定圖案的圖案相對應(yīng)的ArF準(zhǔn)分子激光被利用步進(jìn)器(省略圖示)照射于光致抗蝕劑膜M，光致抗蝕劑膜M中的被照射了 ArF準(zhǔn)分子激光的部分變性為堿可溶性。之后，向光致抗蝕劑膜M滴下強(qiáng)堿性的顯影液，除去變性為堿可溶性的部分。由此，可自光致抗蝕劑膜M除去與翻轉(zhuǎn)為規(guī)定圖案的圖案相對應(yīng)的部分，因此，在晶圓W上，留下在形成有呈規(guī)定圖案的孔的位置具有開口部55的光致抗蝕劑膜 54。
之后，開口部55被按順序復(fù)制于作為反射防止膜的BARC膜53、作為下層抗蝕膜的 ACL膜52上，最終在氧化膜51上形成具有規(guī)定開口部的孔。
但是，為了滿足半導(dǎo)體器件近年來的小型化要求，需要在晶圓W上形成上表面形狀整齊、底部形狀沒有畸變、且能抑制產(chǎn)生彎曲形狀的良好的垂直加工形狀的孔，但在應(yīng)用較薄的中間層或掩膜層的近年來的晶圓W的蝕刻步驟中，并不一定容易對處理對象層形成上表面形狀整齊的良好的垂直加工形狀的孔。
本發(fā)明人為了確立如下的基板處理方法進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，即，該基板處理方法用于對具有作為中間層的BARC膜53、作為掩膜層的ACL膜52的晶圓W形成上表面形狀(俯視圖)整齊、底部形狀沒有畸變(distortion)、且抑制產(chǎn)生彎曲形狀的具有良好的垂直加工形狀的孔。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將CF富氣用作處理氣體而以較高的壓力蝕刻處理BARC膜53，之后，使用含有COS (羰基硫)氣體的氣體蝕刻ACL膜52，能降低俯視圖中的線條痕跡的產(chǎn)生，并且，能夠抑制底部形狀的畸變，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。另外還發(fā)現(xiàn)，通過將含有 C6F6氣體的氣體用作處理氣體來蝕刻氧化膜51，能確保掩膜的剩余量，抑制產(chǎn)生彎曲形狀， 從而能夠形成良好的垂直加工形狀的孔，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的基板處理方法。在基板處理系統(tǒng)10的處理組件12 17中，基板處理系統(tǒng)10的系統(tǒng)控制器根據(jù)作為基板處理用程序的基板處理制程程序來執(zhí)行本處理。
該基板處理方法具有第1蝕刻步驟，在高壓氣氛、例如IOOmTorr (1. 33 X IOPa) 150mTorr (2. 0 X IOPa)氣氛下，使用現(xiàn)有的CF類氣體、即CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體來蝕刻作為中間層的BARC膜53 ；第2蝕刻步驟，使用含有COS氣體的氣體蝕刻作為下層抗蝕膜的ACL膜52 ；第3 (處理對象層)蝕刻步驟，使用含有C6F6氣體的氣體蝕刻作為處理對象層的氧化膜51。
圖4是表示作為第1實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理的流程圖。
在基板處理時，首先，準(zhǔn)備在硅基材50上依次層疊氧化膜51、ACL膜52、BARC膜53 及光致抗蝕劑膜M，并且光致抗蝕劑膜M具有使反射防止膜53的一部分以開口寬度例如為70nm露出的開口部55的晶圓W。然后，將該晶圓W搬入到處理組件(PM)12(參照圖2) 的腔室22內(nèi)，載置在載置臺23上(步驟Si)。
接著，禾Ij用APC閥46等將PM12的腔室22內(nèi)的壓力設(shè)定為例如 120mTorr(l. 60 X 101 )，將晶圓W的上部溫度設(shè)定為例如95°C、下部溫度設(shè)定為20°C。然后，從簇射頭M的氣體供給部30向腔室22內(nèi)供給將CF4氣體例如220sCCm、CHF3氣體例如 30sccm、C4F8氣體30sccm、O2氣體(7+12) sccm混合而成的混合氣體(CF富氣)(步驟S2)。 然后，對上部電極施加300W激發(fā)用電力，對載置臺23施加300W偏壓電力。此時，CF4氣體、 CHF3氣體、C4F8氣體及&氣體受對處理空間S施加的高頻電力激發(fā)而成為等離子體，產(chǎn)生離子、自由基，這些離子、自由基與BARC膜53的表面或者開口部側(cè)壁面沖撞、反應(yīng)，在BARC 膜53上堆積沉積層，并且，蝕刻BARC膜53而形成與光致抗蝕劑膜M的開口部55相對應(yīng)的開口部(步驟S3)。此時，在基于高壓及CF富氣的富氣沉積條件下，在BARC膜53上沉積充分的沉積層，在保持開口部形狀的同時蝕刻BARC膜53。
這樣，在蝕刻BARC膜53之后，利用APC閥等將腔室內(nèi)的壓力設(shè)定為例如 20mTorr(2. 66Pa)。另外，將晶圓W的上部溫度設(shè)定為例如95°C、下部溫度設(shè)定為20°C。然后，從簇射頭M的氣體供給部30向腔室內(nèi)供給將750sCCm02氣體、30sCCmC0S氣體(COS氣體流量相對于全處理氣體流量的比例4. 0% )混合而成的含有COS氣體的氣體(步驟S4)。 然后，對作為上部電極的簇射頭M施加500W的激發(fā)用電力，使偏壓電力為500W。此時，O2 氣體及COS氣體利用對處理空間S施加的高頻電力成為等離子體，產(chǎn)生離子、自由基。這些離子、自由基與ACL膜52沖撞、反應(yīng)，蝕刻該部分(步驟S5)。
此時，顯現(xiàn)出基于COS氣體的平滑作用，能夠避免孔的入口部分的直徑擴(kuò)大。在此，作為能避免孔的入口部分的直徑擴(kuò)大的理由，可認(rèn)為是因?yàn)榇嬖贑OS氣體所含有的S元素。僅利用CO氣體或A氣體無法獲得形狀平滑效果。
接著，在蝕刻BARC膜53及ACL膜52之后，利用APC閥等將腔室內(nèi)的壓力設(shè)定為例如20mTorr (2. 66Pa)。另外，將晶圓W的上部溫度設(shè)定為例如95°C、下部溫度設(shè)定為例如 200C。然后，從簇射頭M的氣體供給部30向腔室內(nèi)供給將C6F6氣體例如lkCCm、C4F6氣體25sccm、C4F8氣體20sccm、Ar氣體200sccm、O2氣體85sccm混合而成的含有C6F6氣體的氣體(步驟S6)。然后，對上部電極施加1100W的激發(fā)用電力，而且，對載置臺23施加4500W 偏壓電力。此時，C6F6氣體、C4F6氣體、C4F8氣體、Ar氣體、仏氣體利用對處理空間S施加的高頻電力成為等離子體，產(chǎn)生離子、自由基。這些離子、自由基與氧化膜51沖撞、反應(yīng)，蝕刻該部分(步驟S7)。
此時，在ACL膜52上堆積因C6F6氣體產(chǎn)生的沉積層，在確保起到掩膜層的作用的這些膜的膜厚剩余量的同時進(jìn)行蝕刻，因此，不會使孔側(cè)面鼓起，能避免彎曲形狀，從而形成垂直加工形狀良好的孔。
這樣，將在氧化膜51上形成有上表面形狀整齊、底部形狀沒有畸變、也沒有彎曲形狀的孔的晶圓W架設(shè)在作為另外裝置的等離子灰化機(jī)(Asher)上，來除去作為掩膜層的 ACL膜，完成本處理(步驟S8)。
采用本實(shí)施方式，使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的CF富氣，使處理壓力為 IOOmTorrd. 33 X IOPa) 150mTorr (2. 0 X IOPa)的高壓而蝕刻 BARC 膜 53 之后，使用含有COS氣體的氣體蝕刻ACL膜52，之后，使用含有C6F6的氣體蝕刻氧化膜51，因此，能夠使按順序?qū)盈B在硅基材50上的氧化膜51、ACL膜52、BARC膜53及光致抗蝕劑膜M分別在相對應(yīng)的起到掩膜作用的膜上堆積需要量的沉積層以確保掩膜剩余量，同時進(jìn)行蝕刻，因此， 最終能夠在氧化膜51上形成孔的俯視形狀整齊、無線條痕跡、避免底部形狀畸變及側(cè)壁面擴(kuò)大的彎曲形狀的產(chǎn)生的垂直加工形狀優(yōu)良的孔。
在本實(shí)施方式中，利用在蝕刻BARC膜53時應(yīng)用CF富氣和在高壓氣氛下進(jìn)行的蝕刻、與蝕刻ACL膜52時應(yīng)用含有COS氣體的氣體的配合效果，消除形成于氧化膜51上的孔的俯視線條痕跡，抑制孔底部的畸變。即，在本實(shí)施方式中，蝕刻BARC膜53時的高壓、CF富氣以及蝕刻ACL膜52時應(yīng)用含有COS氣體的氣體是必要條件，在其中任一個條件不滿足的情況下，均無法獲得上述作用效果。
作為根據(jù)上述3個條件消除形成于氧化膜51上的孔的俯視線條痕跡、抑制底部形狀畸變的機(jī)理，可以如下地考慮。即，通過在蝕刻BARC膜53時使用CF富氣，使CHF3氣體或 C4F8氣體相對于BARC膜53上的光致抗蝕劑膜M的選擇比提高，由此，蝕刻BARC膜53時的孔形狀良好。另外，在光致抗蝕劑膜M上易于堆積基于CF氣體的沉積層而確保掩膜剩余量，能夠在確保掩膜層的層厚的同時進(jìn)行蝕刻，由此，讓BARC膜53的孔形狀穩(wěn)定。另外， 通過在 IOOmTorrd. 33 X IOPa) 150mTorr (2. 0 X IOPa)的高壓條件下蝕刻 BARC 膜 53，進(jìn)一步促進(jìn)沉積層堆積作用，提高了上述孔形狀穩(wěn)定效果。而且，通過在蝕刻ACL膜52時應(yīng)用含有COS氣體的氣體，顯現(xiàn)出ACL膜52表面的平滑效果，利用它們的配合效果而使俯視圖穩(wěn)定，形成底部形狀沒有畸變的優(yōu)良的垂直加工形狀的孔。
在本實(shí)施方式中，通過在蝕刻氧化膜51時將C6F6氣體、C4F6氣體、C4F8氣體、Ar氣體、O2氣體的混合氣體用作處理氣體，在ACL膜52上易于堆積因C6F6氣體產(chǎn)生的沉積層，能在確保作為掩膜的剩余量的同時進(jìn)行蝕刻，因此，能夠避免在形成于氧化膜51上的孔中產(chǎn)生彎曲形狀，從而形成垂直加工形狀良好的孔。另外，作為產(chǎn)生彎曲形狀的機(jī)理，可以認(rèn)為是在掩膜的膜厚不充分的情況下，自傾斜方向照射于孔截面的蝕刻劑以較大的角度沖撞于孔截面，由此會損耗內(nèi)壁面。在作為掩膜的ACL膜的膜厚充分的情況下，消耗ACL膜的內(nèi)壁面，不消耗氧化膜，因此，在氧化膜中不會出現(xiàn)彎曲形狀。
在本實(shí)施方式中，在同一個PM內(nèi)連續(xù)地執(zhí)行BARC膜53的蝕刻、ACL膜52的蝕刻及氧化膜51的蝕刻，由此提高了生產(chǎn)率。
接著，說明本實(shí)施方式的變形例(第2實(shí)施方式)。
第2實(shí)施方式的基板處理方法中不進(jìn)行使用第1實(shí)施方式的含有C6F6氣體的氣體蝕刻氧化膜51的步驟(第3蝕刻步驟)，而是進(jìn)行由將含有C4F6氣體的氣體用作處理氣體的前蝕刻步驟、和將向含有C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而制成的含有COS氣體的氣體用作處理氣體的后蝕刻步驟構(gòu)成的第4蝕刻步驟。另外，使用CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體蝕刻BARC膜53的步驟(第1蝕刻步驟)、和使用含有COS氣體的氣體蝕刻 ACL膜52的步驟(第2蝕刻步驟)與上述第1實(shí)施方式相同。
下面，以與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心地說明第2實(shí)施方式。
圖5是表示作為本實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理的流程圖，圖6是表示本實(shí)施方式的基板處理方法的工序圖。
在圖5中，將晶圓W搬入到PM12的腔室22內(nèi)(步驟Sll)，調(diào)整腔室22內(nèi)的壓力， 導(dǎo)入CF富氣(步驟S12)，施加激發(fā)用電力及偏壓電力來蝕刻BARC膜53 (步驟S13)，接著， 再次調(diào)整腔室22內(nèi)的壓力，導(dǎo)入&氣體及COS氣體(步驟S14)，之后，施加所需的電力來蝕刻ACL膜52 (步驟S15)，到此為止的步驟與第1實(shí)施方式的步驟Sl 步驟S5同樣。
接著，對ACL膜52被蝕刻后的晶圓W實(shí)施用于將ACL膜52的開口部復(fù)制于例如由SiO2膜構(gòu)成的氧化膜51的蝕刻。
即，利用APC閥等將收容有ACL膜52被蝕刻后的晶圓W (圖6 (A))的腔室內(nèi)的壓力設(shè)定為例如20mTorr (2. 66Pa)，將晶圓W的上部溫度設(shè)定為例如60°C、下部溫度設(shè)定為例如40°C。然后，從簇射頭M的氣體供給部30向腔室內(nèi)供給將C4F6氣體例如60sCCm、Ar氣體200SCCm、O2氣體70SCCm混合而成的含有C4F6氣體的氣體(步驟S16)。然后，對上部電極施加500W的激發(fā)用電力，而且，作為偏壓電力對載置臺23施加4500W。
此時，C4F6氣體、Ar氣體及仏氣體利用對處理空間S施加的高頻電力成為等離子體，產(chǎn)生離子、自由基(圖6 (B))。產(chǎn)生的離子與ACL膜52及該ACL膜52的開口部55底部的氧化膜51沖撞、反應(yīng)，蝕刻該部分(前蝕刻步驟)(步驟S17)。相對于氧化膜51的選擇性良好，以較高的蝕刻速率(以下簡稱ER)進(jìn)行蝕刻，在氧化膜51上形成基于ACL膜52的開口寬度的開口部(圖6(C))。但是，由于氧化膜51很厚，因此如果在該條件下繼續(xù)蝕刻， 有可能孔形狀走樣，CD值變大。
因而，在本實(shí)施方式中，在利用含有C4F6氣體的氣體蝕刻氧化膜51的過程中，向含有C4F6氣體的氣體中添加COS氣體，產(chǎn)生將含有C4F6氣體的氣體與COS氣體的混合氣體等離子化而產(chǎn)生的離子(圖6(D))，在該條件下對氧化膜51實(shí)施后蝕刻，在氧化膜51中形成與ACL膜52的開口部相對應(yīng)的開口寬度的開口部(步驟S18)。此時，在ACL膜52的上表面及開口部陽的側(cè)壁面上形成因C4F6氣體及COS氣體產(chǎn)生的保護(hù)膜，在利用該保護(hù)膜確保 ACL膜52的剩余膜量的同時進(jìn)行蝕刻。因而，可避免孔側(cè)面鼓起的彎曲形狀而形成垂直加工形狀良好的孔(圖6(E))。
這樣，將在氧化膜51上形成有頂部形狀沒有走樣、沒有底部形狀的畸變也沒有彎曲形狀的孔的晶圓W架設(shè)在作為另外裝置的等離子灰化機(jī)(Asher)上，來除去剩余的ACL 膜52(步驟S19)，完成本處理。
采用本實(shí)施方式，利用將包含C4F6氣體、Ar氣體及仏氣體的含有C4F6氣體的氣體用作處理氣體的前蝕刻步驟、和采用向該含有該C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而制成的含有COS氣體的氣體的后蝕刻步驟來蝕刻作為處理對象層的氧化膜51，因此，在前蝕刻步驟中，能夠以較高的ER蝕刻氧化膜51而將ACL膜52的開口部復(fù)制于氧化膜51，而且，在后蝕刻步驟中，利用含有COS氣體的氣體的平滑效果，防止開口部的頂部形狀走樣、CD值擴(kuò)大及彎曲形狀的產(chǎn)生，而且，能夠避免底部直徑縮小，從而形成垂直加工形狀優(yōu)良的孔。
在本實(shí)施方式的后蝕刻步驟中，能發(fā)揮防止孔的頂部形狀畸變及CD值擴(kuò)大的平滑效果的機(jī)理并不一定明確，可以認(rèn)為這是由于作為處理氣體中的C4F6氣體與COS氣體的反應(yīng)生成物的CS、CFS以膜狀附著在開口部的側(cè)壁面及底面上，由該CS、CFS構(gòu)成的膜起到保護(hù)膜的作用，特別是保護(hù)側(cè)壁不受到離子的沖撞。
在本實(shí)施方式的后蝕刻步驟中，由于在孔的底部也形成有保護(hù)膜，因此，采用含有 COS氣體的氣體的后蝕刻步驟中對于氧化膜51的蝕刻選擇比低于不采用COS氣體的前蝕刻步驟中的選擇比。即，前蝕刻步驟是蝕刻優(yōu)先的步驟，雖然有可能導(dǎo)致孔的頂部形狀走樣、 CD值擴(kuò)大等，但是能夠以較高的ER高效地蝕刻氧化膜51而形成孔。另一方面，后蝕刻步驟是平滑優(yōu)先的步驟，雖然其ER低于前蝕刻步驟，但是能夠在防止孔的頂部形狀走樣、CD值擴(kuò)大、彎曲形狀的產(chǎn)生等的同時、形成垂直加工形狀優(yōu)良的孔。
在本實(shí)施方式中，自前蝕刻步驟過渡到后蝕刻步驟的時機(jī)、即導(dǎo)入COS氣體的時機(jī)較為重要，可根據(jù)作為掩膜的ACL膜52的余留量(剩余厚度)、目標(biāo)CD值、深寬比、ER、 蝕刻所需時間等綜合判斷而進(jìn)行決定。具體地講，預(yù)先以同樣的條件實(shí)施蝕刻同樣的氧化膜的試驗(yàn)，由此，優(yōu)選預(yù)先決定COS氣體導(dǎo)入的時機(jī)，使得在作為掩膜的ACL膜52完全消失之前完成蝕刻氧化膜51。例如，在ACL膜52的余留量為初始的50%左右、例如為500nm左右的時刻添加COS氣體，由此，能較佳地進(jìn)行將前蝕刻步驟過渡到后蝕刻步驟的處理。
在本實(shí)施方式中，優(yōu)選后蝕刻步驟中的COS氣體導(dǎo)入量相對于全處理氣體流量為 2^-5 ^在COS氣體添加量小于2 %時，孔直徑擴(kuò)大，在其大于5 %時，蝕刻停止。
另外，在本實(shí)施方式中，如果從開始蝕刻氧化膜51之初添加COS氣體，則氧化膜51 的ER降低，而作為掩膜的ACL膜52的ER不會下降相應(yīng)的程度，因此，有可能導(dǎo)致ACL膜52 在氧化膜51的蝕刻結(jié)束之前消失，無法蝕刻氧化膜51的狀況。
在本實(shí)施方式中，通過采用后蝕刻步驟，能夠避免氧化膜51中的孔的CD值擴(kuò)大， 因此，在蝕刻BARC膜53及ACL膜52時，追加預(yù)先以氧化膜51的蝕刻步驟獲得的效果而采用較高的ER，由此，也能夠謀求縮短總蝕刻時間。
在本實(shí)施方式中，優(yōu)選在實(shí)施后蝕刻步驟之后以與后蝕刻步驟相同的條件過蝕刻 (以下簡稱0E)規(guī)定時間。由此，底部CD值擴(kuò)大，頂部CD值與底部CD值之差更小而垂直加工形狀更加良好。OE時間是氧化膜51的總蝕刻時間的例如10% 30%。在OE時間小于總蝕刻時間的10%時，有可能無法充分獲得底部CD值擴(kuò)大效果，即使大于30%，底部CD值的擴(kuò)大效果也不會增大相應(yīng)的程度。
下面，說明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
表1及表2表示本發(fā)明的具體實(shí)施例中的氧化膜51蝕刻步驟(第1蝕刻步驟) 及ACL膜52蝕刻步驟(第2蝕刻步驟)中的相對于孔的形狀改良效果的處理壓力、CF富氣及COS氣體相關(guān)性。
表1
對象層壓力HF/LFCF4CHF3C4F8O2實(shí)施例1BARC100300/30022030307+8實(shí)施例2BARC120300/30022030307+12實(shí)施例3BARC150300/30022030307+8比較例1BARC50300/30022030307+8比較例2BARC75300/30022030307+8實(shí)施例4BARC120300/30022030307+12實(shí)施例5BARC120300/30022030307+12實(shí)施例6BARC120300/30022030307+12比較例3BARC120300/30022030307+12比較例4BARC120300/30022030307+12比較例5BARC120300/300150*1比較例6BARC120300/300250
在此，壓力表示處理室內(nèi)壓力(mTorr)，HF及LF分別表示對上部電極施加的激發(fā)用電力(W)及對載置臺施加的偏壓電力(W)。另夕卜，CF4, CHF3、C4F8, O2表示各自的氣體流量(單位SCCm)。另外，O2氣體流量中的“7+8”、“7+12”分別表示“(從中央部的O2導(dǎo)入量)+ (從端部的A導(dǎo)入量)”。另外，* 1表示作為處理氣體含有Ar氣體150sCCm。
表2
對象層壓力HF/LFO2COS形狀效果實(shí)施例1ACL20500/50075030〇實(shí)施例2ACL20500/50075030◎?qū)嵤├?ACL20500/50075030◎比較例1ACL20500/50011259X比較例2ACL20500/50075030X1權(quán)利要求
1.一種基板處理方法，該基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorr 150mTorr的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層。
2.一種基板處理方法，該基板處理方法用于對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorr 150mTorr的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層； 第3蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體蝕刻上述處理對象層。
3.一種基板處理方法，該基板處理方法對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實(shí)施蝕刻處理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀，其特征在于，包括第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為IOOmTorr 150mTorr的條件下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻上述掩膜層； 第4蝕刻步驟，利用作為處理氣體使用含有C4F6氣體的氣體進(jìn)行的前蝕刻步驟、及作為處理氣體使用向上述含有C4F6氣體的氣體中添加COS氣體而成的含有COS氣體的氣體進(jìn)行的后蝕刻步驟來蝕刻上述處理對象層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于，在上述第2蝕刻步驟中，使上述COS氣體流量為全處理氣體流量的3% 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于， 在上述第2蝕刻步驟中，使處理壓力為20mTorr以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第3蝕刻步驟中，使上述含有C6F6氣體的氣體中的上述C6F6氣體的流量為全處理氣體流量的2%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基板處理方法，其特征在于， 上述含有C6F6氣體的氣體還含有C4F6氣體及C4F8氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板處理方法，其特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第3蝕刻步驟中，使處理壓力為20mTorr以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基板處理方法，其特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第4蝕刻步驟中，使上述后蝕刻步驟中的上述COS 氣體的流量為全處理氣體流量的2% 5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求3或9所述的基板處理方法，其特征在于，在上述處理對象層蝕刻步驟及上述第4蝕刻步驟中，將上述后蝕刻步驟延長規(guī)定時間地執(zhí)行過蝕刻。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基板處理方法，其特征在于， 上述規(guī)定時間為上述處理對象層的總蝕刻時間的10% 30%。
全文摘要
本發(fā)明提供基板處理方法。該基板處理方法能夠在處理對象層上形成上表面形狀整齊而不出現(xiàn)線條痕跡、并且在底部形狀中沒有畸變、且防止產(chǎn)生彎曲形狀而具有良好的垂直加工形狀的孔。作為處理氣體使用含有CF4氣體、CHF3氣體和C4F8氣體的混合氣體，在處理壓力為100mTorr(1.33×10Pa)～150mTorr(2.0×10Pa)的條件下蝕刻作為中間層的BARC膜(53)，接著，作為處理氣體使用含有COS氣體的氣體蝕刻作為下層抗蝕層的ACL膜(52)，之后，作為處理氣體使用含有C6F6氣體的氣體蝕刻作為處理對象層的氧化膜(51)。
文檔編號H01L21/3065GK102522330SQ20111043576
公開日2012年6月27日 申請日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者伊藤雅大, 小笠原正宏, 李誠泰 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社